网络与继续教育学院。
毕业设计。题目：智能温度器的研究。
学校：武汉理工大学。
专业： 机电一体化
姓名： 卫康
指导老师： 江毅
完成时间： 2024年8月15日
摘要：xmt-100系列数字显示控制仪是一种带微电脑的新型全量程智能仪表。它与热电阻、热电偶、压力变送器、远程电阻压力表及各种线性变送器配合使用，可测量和控制温度、压力、流量、电压、电流等各种工业参数，适用于冶金、化工、电力、轻功、医疗、**、半导体等行业。
本文介绍了温度控制器的硬件及软件，硬件包括pt传感器、电压放大器、压频转换器lm331及89s8253-8279组成的单片机系统。
关键词传感器、电压放大器、lm331、单片机。
第三章软件设计。
1.1单片机发展概述。
2024年第一台电子计算机诞生至今，只有50年的时间，依靠微电子技术和半导体技术的进步，从电子管——晶体管——集成电路——大规模集成电路，现在一块芯片上完全可以集成几百万甚至上千万只晶体管，使得计算机体积更小，功能更强。特别是近20年时间里，计算机技术获得飞速的发展，计算机在工农业，科研，教育，国防和航空航天领域获得了广泛的应用，计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志。
单片机诞生于20世纪70年代，象fairchid公司研制的f8单片微型计算机。所谓单片机是利用大规模集成电路技术把**处理单元(center processing unit,也即常称的cpu)和数据存储器(ram)、程序存储器(rom)及其他i/o通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统，而现代的单片机则加上了中断单元，定时单元及a/d转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。
20世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般均把cpu、ram有的还包括了一些简单的i/o口集成到芯片上，象farichild公司就属于这一类型，它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有zilog公司的z80微处理器。
2024年intel公司推出了mcs-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，并推向市场。它以体积小，功能全，**低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。
在mcs-48的带领下，其后，各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机，象zilog公司的z8系列。到了80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，象intel公司的mcs-51系列，motorola公司的6801和6802系列，rokwell公司的6501及6502系列等等，此外，**的著名电气公司nec和hitachi都相继开发了具有自己特色的专用单片机。
80年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，300多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了cpu、ram、rom、数目繁多的i/o接口、多种中断系统，甚至还有一些带a/d转换器的单片机，功能越来越强大，ram和rom的容量也越来越大，寻址空间甚至可达64kb，可以说，单片机发展到了一个全新阶段，应用领域更广泛，许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。
泛的应用。因此研究和设计数控激光切割有很强的现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。
1.2单片机发展趋势。
现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流c51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。
纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：
1.低功耗cmos化。
mcs-51系列的8031推出时的功耗达630mw，而现在的单片机普遍都在100mw左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了cmos(互补金属氧化物半导体工艺)。象80c51就采用了hmos(即高密度金属氧化物半导体工艺)和chmos(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。cmos虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而chmos则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。
所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。
2.微型单片化。
现在常规的单片机普遍都是将**处理器(cpu)、随机存取数据存储(ram)、只读程序存储器(rom)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如a/d转换器、pmw(脉宽调制电路)、wdt(看门狗)、有些单片机将lcd(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。
此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中smd(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
3.主流与多品种共存。
现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80c51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有philips公司的产品，atmel公司的产品和中国台湾的winbond系列单片机。所以c8051为核心的单片机占据了半壁江山。而microchip公司的pic精简指令集(risc)也有着强劲的发展势头，中国台湾的holtek公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。
此外还有motorola公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。
温度控制器》
温度控制器控制方法一般分为两种：一种是由被冷却对象的温度变化来进行控制，多采用蒸气压力式温度控制器，另一种由被冷却对象的温差变化来进行控制，多采用电子式温度控制器。温度控制器可分为：
1．机械式温度控制器分为：蒸气压力式温度控制器、液体膨胀式温度控制器、气体吸附式温度控制器、金属膨胀式温度控制器。其中蒸气压力式温度控制器又分为：
充气型、液气混合型和充液型。家用空调机械式温度控制器都以这类温度控制器为主。 2.
电子式温度控制器分为：电阻式温度控制器和热电偶式温度控制器。
传统的温度控制器的电热元件一般以电热棒、发热圈为主，两者里面都用发热丝制成。发热丝通过电流加热时，通常达到1000℃以上，所以发热棒、发热圈内部温度都很高。一般进行温度控制的电器机械，其控制温度多在0-400℃之间，所以，传统的温度控制器进行温度控制期间，当被加热器件温度升高至设定温度时，温度控制器会发出信号停止加热。
但这时发热棒或发热圈的内部温度会高于400℃，发热棒、发热圈还将会对被加热的器件进行加热，即使温度控制器发出信号停止加热，被加热器件的温度还往往继续上升几度，然后才开始下降。当下降到设定温度的下限时，温度控制器又开始发出加热的信号，开始加热，但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候，这就要视乎发热丝与被加热器件之间的介质情况而定。通常开始重新加热时，温度继续下降几度。
所以，传统的定点开关控制温度会有正负误差几度的现象，但这不是温度控制器本身的问题，而是整个热系统的结构性问题，使温度控制器控温产生一种惯性温度误差，此次设计重点则是解决传统温度控制器系统结构上存在的问题。
2.3主要内容：系统任务。
本装置的任务是对温度进行实时监测与控制。温度的变化会使pt温度传感器阻值发生变化，让恒流源电流通过电阻，根据u=i*r对电阻取电压，用电压放大器对电压值放大，压频转换器lm331对电压值进行转换，把输出的频率信号出入单片机比较处理，频率信号大于一定值时则发出中断。
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